Question

如圖所示，物體A以0.3m/s的速度，在水平地面上做勻速直線運動，此時彈簧測力計的示數如圖所示．
①水平拉力F至少多少N？拉力的功率是多少W？
②若機械效率為80%，物體A受到的摩擦力是多少N？
③5S內滑輪做的有用功是多少J？

Answer 1

分析：①滑輪兩邊繩子上的拉力是相等的，即拉力等于彈簧測力計的示數；根據動滑輪特點，求出繩子自由端的速度，然后根據P=Fv求出拉力的功率．
②根據機械效率可以求出拉力F與摩擦力f之間的關系，就可以求出摩擦力．
③先求出物體A在5s內移動的距離，克服摩擦力做的功就是有用功．

解答：解：①根據滑輪特點可知，水平拉力F等于彈簧力計的示數，故F=4N，
因為v_A=0.3m/s，根據動滑輪特點，繩子自由端移動的速度v=0.6m/s，所以拉力的功率為：P=Fv=4N×0.6m/s=2.4W．
②因為機械效率η=

W有用

W總

=

fsA

Fs

=

fsA

F?2sA

=

f

2F

，所以物體A受到的摩擦力是：f=2F×η=2×4N×80%=6.4N．
③5秒內物體A通過的距離為s_A=v_At=0.3m/s×5s=1.5m，
所以有用功為：W_有用=fs_A=6.4N×1.5m=9.6J．
答：①水平拉力至少為4N，拉力的功率為2.4W；
②物體A受到的摩擦力是6.4N；
③5s內滑輪做的有用功是9.6J．

點評：該題考查了動滑輪機械效率的有關計算，以及功率計算、彈簧測力計的讀數等知識點，綜合性較強．